基于双液晶偏振光栅的机载光电跟瞄平台技术研究

为实现新型机载光电跟踪平台轻量化、小型化与高精度化设计,提出一种应用于机载平台下的基于双液晶偏振光栅光束偏转机构的光电跟瞄方法。建立了基于视轴解耦的双液晶偏振光栅光束跟瞄反向公式模型,该模型只需输入跟踪点方位与俯仰角度坐标即可计算出两共轴光栅旋转位置,通过两共轴光栅的旋转来进行光束偏转;相比传统双棱镜光束偏转模型反向公式,该模型具有模型简单、运算快速、精度较高等优点;将基于视轴解耦的双液晶偏振光栅光束偏转反向公式模型与线性二次型调节器控制算法相结合嵌入控制板以实现跟踪功能。通过试验检测了系统跟踪性能结果表明:该双液晶偏振光栅跟踪模型在载体扰动的情况下可以实现目标跟瞄,在动态跟瞄实验中,采用视轴解耦与线性二次型调节器相结合的控制策略使得系统跟瞄精度得到明显提升,相比比例积分微分控制器系统方位与俯仰轴实时跟踪残差峰峰值均下降40%以上,在2°@0.5 Hz与5°@0.2 Hz载体扰动情况下双轴脱靶量均方根值综合统计数值分别达到328μrad与289μrad,验证了所提跟瞄模型的有效性。

机载光电跟瞄平台建模及其H_∞稳定控制

根据三自由度机载光电跟瞄平台环架的动力学特性推导三轴平台环架动力学方程,通过对其进行简化并在平衡点线性化,得到适用于控制器设计的数学模型;采用鲁棒性好的H∞控制并结合Kalman滤波设计三轴平台环架稳定控制器。仿真研究表明,H∞控制器的控制效果良好,特别在模型参数摄动且有多种干扰作用时,控制效果几乎不受影响。这表明该稳定控制器的鲁棒性好、抗干扰能力强,满足机载光电跟瞄系统稳定控制的需要。

三自由度机载光电跟瞄平台建模与校核

根据三自由度机载光电跟瞄平台的仿真目的,将建模重点确定为三轴环架的动力学特性同时推导了环架动力学方程,应用比较检测方法校核了该方程;在Simulink?中完成了模型实现,通过校核纠正并改进了模型实现;论文最后采用可接受检验方法,验证了环架模型的正确性。在建模过程中结合V&V技术有效的保证了模型的可信度和正确性。

光电跟瞄平台的波门跟踪技术(英文)

波门跟踪是提高基于图像等信息实现跟踪的光电平台跟踪精度的有效方法。探讨了脱靶量预测、图像传感器滞后和伺服系统动态精度对波门跟踪的影响。针对一类匀速运动目标,建立了基于图像处理信息和伺服系统反馈信息的目标空间角运动模型,利用最小二乘法获得目标角运动参数的估计,同时推导了目标图像脱靶量的预测公式,结合目标运动预测,完成了自适应波门的设计。最后给出了常规波门和自适应波门的工程跟踪实验,结果表明,文中所提方法创新定性地定量分析了波门跟踪技术在工程实践中的问题,解决方案完整且在工程实验中得到了检验,提高了跟踪的稳定性和系统的实时性。

光电跟瞄平台稳定控制器设计

以考虑光电跟瞄平台三轴环架间的耦合所建立的数学模型为基础,对光电跟瞄平台的稳定回路分别设计了基于线性矩阵不等式(LMI)的状态反馈H∞控制器和多输入系统极点配置控制器;分别建立基于所设计两种控制器的跟瞄平台稳定控制系统,并对其控制效果进行对比研究,结果表明,二者皆能实现对光电跟瞄平台的稳定控制,都具有一定的鲁棒性能。其中H∞控制器的设计更简单,超调更小且达到稳定的时间短,更适合于光电跟瞄平台的稳定控制。

机载光电跟瞄平台稳定与跟踪控制方法研究

介绍了机载光电跟瞄平台的结构功能 ;分析了跟瞄平台的控制要求 ;比较了光电跟瞄平台的各种总体控制方案、伺服结构和跟踪控制器 ;论文认为应用共轴跟踪方案。

机载光电跟瞄平台伺服系统中电流环的设计与仿真

主要叙述了机载光电跟瞄平台伺服系统中电流环的组成并对电流调节器这一关键环节的设计进行了重点分析 ,在 MATL

机载光电跟瞄平台动态准确度测试研究

分析了光电跟瞄平台的随动稳像准确度、稳定准确度和瞄准线稳定准确度等,提出了动态准确度的光电测试方法.通过搭建一定的试验环境,测试多传感器光电系统的光电跟瞄平台动态准确度的各项性能指标.研究结果表明,通过光电法测试光电跟瞄平台动态准确度的各项性能指标,可满足测试光电跟瞄平台和光电传感器系统动态瞄准准确度的要求,有利于复杂多传感器光电跟瞄系统的准确度分析与控制.

机载光电跟瞄平台稳定控制系统H_∞滤波器设计

针对三自由度光电跟瞄平台系统状态不可完全观测的特点,进行可观测结构分解。对可观测部分设计H∞滤波器,并结合状态反馈H∞稳定控制对所设计的H∞滤波器进行仿真研究。结果表明,在噪声统计特性存在不确定性的条件下,H∞滤波器能很好地观测系统的状态,并且达到较好的滤波效果,具有一定的鲁棒性。

机载光电跟瞄平台的模糊自适应PID跟踪控制

为提高机载光电跟瞄平台的跟踪性能,将模糊控制与PID控制相结合,通过改变模糊控制器输入与输出变量的论域,来提高模糊PID控制器的适应性,以改善光电跟瞄平台的控制性能。仿真结果表明,该方法能够减小超调量,缩短响应时间,提高控制精度,具有较好的鲁棒性。

机载光电跟瞄平台三轴环架模型的建立

将三轴环架模型的建立问题转化为二轴模型的建立问题 ,对含有非线性项复杂的精确模型进行简化和变形 。

基于输出反馈H_∞控制的跟瞄平台稳定控制研究

不考虑光电跟瞄平台环架之间的耦合,建立了外界干扰作用下,环架运动的状态空间模型;基于线性矩阵不等式(LMI)对光电跟瞄平台的方位、俯仰及横滚环,分别设计了输出反馈H_∞稳定控制器。仿真结果表明,该控制器能够实现对光电跟瞄平台的稳定控制,且在模型参数存在摄动和含有多种干扰的情况下,几乎不影响其控制效果,具有良好的鲁棒性及抗干扰能力,满足光电跟瞄平台稳定控制需要。

光电跟踪测试仪的设计

文章以线性化的光电跟瞄平台为研究对象,采用双闭环控制以提高光电跟瞄平台的跟踪精确度,内环采用输出反馈 H ∞控制,外环采用神经网络 PID 控制,同时外环采用 Smith 预估器对视频跟踪引起的纯滞后进行补偿,仿真结果表明,与经典 PID 控制相比,前者的抗干扰性较好,满足跟踪精度要求。